DE606032C

DE606032C - Schaltungsanordnung zur Verstaerkung von durch Photozellen ausgeloesten Stroemen

Info

Publication number: DE606032C
Application number: DEA63073D
Authority: DE
Inventors: Harry Hertwig
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1931-08-14
Filing date: 1931-08-14
Publication date: 1934-11-23

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
23. NOVEMBER 1934

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVl 606 KLASSE 21a² GRUPPE I802

Patentiert im Deutschen Reiche vom 14. August 1931 ab

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Verstärkung von durch Photozellen ausgelösten Strömen.

Es sind bereits Schaltungsanordnungen bekannt, bei denen zwei Photozellen in benachbarten Zweigen einer im Gitterkreis einer Verstärkerröhre liegenden Brückenschaltung angeordnet sind. Der Verbindungspunkt der Photozellen liegt dabei am Gitter der Röhre, während der Schleifkontakt eines die anderen beiden Zweige der Brücke bildenden Spannungsteilers mit der Kathode der Röhre verbunden ist.

Eine solche bekannte Anordnung ist i» Abb. ι der Zeichnung dargestellt. Sämtliche Spannungen sind von einem gemeinsamen Spannungsteiler abgenommen.

In Abb. 2 ist eine Schaltungsanordnung nach der Erfindung beispielsweise dargestellt.

P₁ und P₂ sind zwei Photozellen mit Kathoden K₁ bzw. K₂ und Anoden A₁ bzw. A₂. Diese beiden Photozellen sind mit einer Batterie E in Reihe geschaltet. Parallel zu dieser Batterie liegt ein Spannungsteilerwiderstand A₁, R_n, dessen Schleifkontakt 5" zur Kathode der Verstärkerröhre V führt. Das Gitter G dieser Röhre ist an den Verbindungspunkt A der beiden Photozellen angeschlossen.

Durch den Schleifkontakt^, der mit der Kathode K der Verstärkerröhre verbunden ist, wird die Spannung E der Photozellenbatterie am Spannungsteiler in eine zur Kathode der Röhre positive und negative Spannung geteilt.

Der Nachteil der bekannten Schaltungsanordnungen besteht darin, daß die Empfindlichkeit der Gesamtanordnung sowie die Lage des Arbeitspunktes der Verstärkerröhre von den Absolutwerten der Photozellenwiderstände abhängt, was insbesondere für Meßzwecke nachteilig ist. Bei Verwendung eines gemeinsamen Spannungsteilers, von dem sämtliche erforderlichen Spannungen abgenommen werden, hängt die Einstellung des Arbeitspunktes nicht nur von dem Verhältnis der zwischen dem Kathodenabgriff und dem Photozellenabgriff liegenden Widerstände ab, sondern auch von der Größe der gesamten Widerstände der Anordnung. Hierzu gehören auch die Photozellen sowie die Verstärkerröhre mit ihrem Ausgangswiderstand. Die Einstellung des günstigsten Arbeitspunktes geht bei den bekannten Anordnungen sofort verloren, wenn sich eine der Größen ändert, wenn also z.B. die Belichtung der Photozellen geändert wird.

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden :

Harry Hertwig in Hennigsdorf, Osthavelland.

Dieser Xachteil wird bei der Schaltungsanordnung nach der Erfindung dadurch vermieden, daß die die Brücke speisende Spannungsquelle unmittelbar an zwei Ecken der Brücke angeschlossen' wird und eine zweite Spannungsquelle den Anodenkreis der Verstärkerröhre speist.

Hierdurch wird nicht nur eine Änderung der Anodenspannung beim Verschieben des ίο Kathodenabgriffs vermieden, sondern es ergibt sich hierdurch überhaupt erst eine einwandfreie Einstellung und Einhaltung des Arbeitsbereiches. Wie im folgenden an Hand von Formeln nachgewiesen wird, hängt die Lage des Arbeitspunktes bei der neuen Schaltungsanordnung nur von dem Verhältnis zweier Spannungsteilerwiderstände ab.

Durch die Stellung des Abgriffs wird das Gitterpotential eindeutig festgelegt und kann ohne langes Probieren durch einfaches Verschieben des Abgriffs auf den günstigsten Wert eingestellt werden.

Die Photozellen stellen nun bei einer gegebenen Belichtung Widerstände von den Größen Ri₁ und R,-., dar. Bezeichnet R₁ und Rn die Größen der Teilwiderstände des Spannungsteilerwiderstandes, so ist das jeweilige Potential zwischen Punkte bzw. dem Gitter G der Verstärkerröhre und der Kathode K der Röhre V

F-F

Aus dieser Formel ist zu ersehen, daß durch Veränderung des Verhältnisses von -~

-"-II

einerseits und von ^ anderseits das Poten-Ri₂

na tial des Punktes A geändert werden kann. Durch Veränderung von -~- kann also dem Gitter ein gewünschtes Potential gegeben werden, welches durch Änderung von -^- bzw.

Jm% des Belichtungsverhältnisses beider Zellen veränderlich ist. Die Empfindlichkeit der neuen Schaltungsanordnung ist also von der absoluten Empfindlichkeit der Photozellen und der absoluten Große der Photozellenwiderstände unabhängig.

Dies trifft bei den bekannten Anordnungen nicht zu.

Bezeichnet man den noch verbleibenden Teil des Spannungsteilerwiderstandes bei einem gemeinsamen Spannungsteiler für alle Spannungen mit R₀ und die beiden Teilspannungswiderstände ebenfalls mit R₁ und R_n, so ergibt sich unter der vereinfachenden Annähme, daß der innere Widerstand der Röhre gegenüber dem Spannungsteilerwiderstand sehr groß ist, für die am Gitter der Röhre liegende Spannung der oben errechneten Werte E₀, jedoch noch multipliziert mit'dem Faktor

T ,

(R + R₁₁) (Ri₁ + R₀ (R₁ + R_n + R_h +

Die Spannung am Gitter der Röhre ist also nicht mehr allein abhängig von dem Verhältnis der Spannungsteilerteilwiderstände und der Photozellenwiderstände, sondern auch von der Größe dieser Widerstände. Man ist daher bei der Wertung des günstigsten Arbeitspunktes und der größten Empfindlichkeit nicht mehr frei in der Wahl der Größe der verschiedenen Widerstände, und außerdem wird der Arbeitspunkt und die Empfindlichkeit bei Änderung einer dieser Größen geändert.· Wird der Widerstand R₀ in dem obigen Korrektionsfaktor sehr klein, so ergibt sich ein Grenzfall, in welchem annähernd die gleichen Verhältnisse bezüglich der Empfindlichkeit der Schaltungen erreichbar sind wie bei der neuen Schaltung. Dabei ist jedoch zu berücksichtigen, daß der Spannungsteilerwiderstand nicht beliebig klein gemacht werden kann, da sich sonst praktisch nicht die erforderliche Höhe der Anodenspannung für die Röhre erreichen läßt.
Der Korrektionsfaktor ergibt für:

JS₁ + R₁₁ = iooo Ohm
Ri₁. = 2000 Ohm

Ri₂ ■=. 2000 Ohm

i?₀ = iooo Ohm den Wert 0,5,

d. h. es ergibt sich bei der bekannten Anordnung ein um 5o°/o kleinerer Wert der Gitterspannung als bei den Sdialtungsanordnungen nach der Erfindung. Entsprechend ergibt sich für R₀ = 500 : 0,66, für R₀ = 100 : 0,9 usw.

Die neue Schaltungsanordnung hat gegenüber anderen bereits bekanntgewordenen Anordnungen den Vorteil großer Empfindlichkeit, da mit der Größe der· Batteriespannung E das Potential E₀ sowohl bei gasgefüllten als auch bei Vakuumphotozellen steigt. Die Empfindlichkeit der Schaltungsanordnung ist von der Empfindlichkeit der Photozellen weitgehend unabhängig, da es nur auf die Änderung des Widerstandsverhältnisses -^ und

Ki₁

nicht auf die Absolutwerte ankommt.

Ein weiterer Vorteil der neuen Schaltungsanordnung ist darin zu sehen, daß das Potential am Gitter der Verstärkerröhre durch Änderung der Belichtung einer Photozelle sowohl steigen als auch sinken kann.

Claims

Patentanspruch:

Schaltungsanordnung zur Verstärkung von durch Photozellen ausgelösten Strömen unter Verwendung zweier Photozellen in. benachbarten Zweigen einer im Gitterkreis einer Verstärkerröhre liegenden Brückenschaltung, bei der der Verbindungspunkt der Photozellen am Gitter der Röhre liegt und der Schleifkontakt eines die anderen beiden Zweige der Brücke bildenden Spannungsteilers mit der Kathode der Röhre verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die die Brücke speisende Spannungsquelle unmittelbar an zwei Ecken der Brücke angeschlossen ist und eine zweite Spannungsquelle den Anodenkreis der Verstärkerröhre speist.

Hierzu t Blatt Zeichnungen